コリメータ第2レンズの強度チェック
Jan 3, 2002 tokoku
□ 解析
レンズを半径方向に板バネで押えて止めるとき、レンズにかかる力を求める。
[解析条件]
コリメータ第2レンズ
材質 :ZnSe
曲率半径:327.6mm(第1面)、294.3mm(第2面)、メニスカスレンズ
中心厚み:15mm
外形 :直径154mm
押え方 :レンズの円縁部を3箇所(120°間隔)、板バネで外から荷重を
かけて押える。バネとレンズは「線」で接触しているとする。
支持箇所のうち一つが重力方向の下側になるようにする。
押える力:39.3N
(解析では、側面の節点7個の各点に対して、39.3Nの集中荷重をかけた。)
拘束条件:レンズの円縁の固定箇所をradial方向に固定。
(荷重をかける位置は摩擦でとまっていると想定。)
ほかに回転を防ぐために、axial方向とθ方向も仮想的に拘束。
物性値 :ヤング率 : 75.4 GPa
密度 : 5.26×103 kg/m3
ポアソン比: 0.3
□ 結果
レンズに生じる最大ミーゼス応力は、2.4×10 MPaでした。
生じた場所は、レンズの重さをを支えている箇所(図1の手前正面の赤い部分)。
図1 レンズに生じる応力分布のようす
(クリックすると拡大できます)
解析の設定では、低温時にかかる力を予め求めておいて、荷重条件
として設定している。冷却解析はしていないので、この結果には
熱応力は含まれていない。